26. Расчетное избыточное давление взрыва DР для веществ и материалов, способных взрываться и гореть при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или друг с другом, определяется по приведенной выше методике, полагая Z = 1 и принимая в качестве величины НТ энергию, выделяющуюся при взаимодействии (с учетом сгорания продуктов взаимодействия до конечных соединений), или экспериментально в натурных испытаниях. В случае когда определить величину DР не представляется возможным, следует принимать ее превышающей 5 кПа.
27. Расчетное избыточное давление взрыва DР для гибридных взрывоопасных смесей, содержащих горючие газы (пары) и пыли, определяется по формуле
DР = DР1 + DР2, (25)
где DР1 - давление взрыва, вычисленное для горючего газа (пара) в соответствии с пп. 10 и 11.
DР2 - давление взрыва, вычисленное для горючей пыли в соответствии с п. 17.
28. Здание относится к категории А, если в нем суммарная площадь помещений категории А превышает 5 % площади всех помещений или 200 м2.
Допускается не относить здание к категории А, если суммарная площадь помещений категории А в здании не превышает 25 % суммарной площади всех размещенных в нем помещений (но не более 1000 м2) и эти помещения оборудуются установками автоматического пожаротушения.
29. Здание относится к категории Б, если одновременно выполнены два условия:
здание не относится к категории А;
суммарная площадь помещений категорий А и Б превышает 5 % суммарной площади всех помещений или 200 м2.
Допускается не относить здание к категории Б, если суммарная площадь помещений категорий А и Б в здании не превышает 25 % суммарной площади всех размещенных в нем помещений (но не более 1000 м2) и эти помещения оборудуются установками автоматического пожаротушения.
30. Здание относится к категории В, если одновременно выполнены два условия:
здание не относится к категориям А или Б;
суммарная площадь помещений категорий А, Б и В превышает 5 % (10%, если в здании отсутствуют помещения категорий А и Б) суммарной площади всех помещений.
Допускается не относить здание к категории В, если суммарная площадь помещений категорий А, Б и В в здании не превышает 25 % суммарной площади всех размещенных в нем помещений (но не более 3500 м2) и эти помещения оборудуются установками автоматического пожаротушения.
31. Здание относится к категории Г, если одновременно выполнены два условия:
здание не относится к категориям А, Б или В;
суммарная площадь помещений категорий А, Б, В и Г превышает 5 % суммарной площади всех помещений.
Допускается не относить знание к категории Г, если суммарная площадь помещений категорий А, Б, В и Г в здании не превышает 25 % суммарной площади всех размещенных в нем помещений (но не более 5000 м2) и помещения категорий А, Б, В оборудуются установками автоматического пожаротушения.
32. Здание относится к категории Д, если оно не относится к категориям А, Б, В или Г.
33. Категории наружных установок по пожарной опасности принимаются в соответствии с табл. 7.
34. Определение категорий наружных установок следует осуществлять путем последовательной проверки их принадлежности к категориям, приведенным в табл. 7, от высшей (Ан) к низшей (Дн).
35. В случае, если из-за отсутствия данных представляется невозможным оценить величину индивидуального риска, допускается использование вместо нее следующих критериев.
|
Категория наружной установки |
Категории отнесения наружной установки к той или иной категории по пожарной опасности |
|
Ан |
Установка относится к категории Ан, если в ней присутствуют (хранятся, перерабатываются, транспортируются) горючие газы; легковоспламеняющиеся жидкости с температурой вспышки не более 28оС; вещества и/или материалы, способные гореть при взаимодействии с водой, кислородом воздуха и /или друг с другом; при условии, что величина индивидуального риска при возможном сгорании указанных веществ с образованием волн давления превышает 10-6 в год на расстоянии 30 м от наружной установки |
|
Бн |
Установка относится к категории Бн, если в ней присутствуют (хранятся, перерабатываются, транспортируются) горючие пыли и/или волокна; легковоспламеняющиеся жидкости с температурой вспышки более 28оС; горючие жидкости; при условии, что величина индивидуального риска при возможном сгорании пыле- и/или паровоздушных смесей с образованием волн давления превышает 10-6 в год на расстоянии 30 м от наружной установки |
|
Вн |
Установка относится к категории Вн, если в ней присутствуют (хранятся, перерабатываются, транспортируются) горючие и/или трудногорючие жидкости; твердые горючие и/или трудногорючие вещества и/или материалы (в том числе пыли и/или волокна); вещества и/или материалы, способные при взаимодействии с водой, кислородом воздуха и/или друг с другом гореть; не реализуются критерии, позволяющие отнести установку к категориям Ан или Бн; при условии, что величина индивидуального риска при возможном сгорании указанных веществ и/или материалов превышает 10-6 в год на расстоянии 30 м от наружной установки |
|
Гн |
Установка относится к категории Гн, если в ней присутствуют (хранятся, перерабатываются, транспортируются) негорючие вещества и/или материалы в горячем, раскаленном и/или расплавленном состоянии, процесс обработки которых сопровождается выделением лучистого тепла, искр и/или пламени, а также горючие газы, жидкости и/или твердые вещества, которые сжигаются или утилизируются в качестве топлива |
|
Дн |
Установка относится к категории Дн, если в ней присутствуют (хранятся, перерабатываются, транспортируются) в основном негорючие вещества и/или материалы в холодном состоянии и по перечисленным выше критериям она не относится к категориям Ан, Бн, Вн, Гн |
Для категорий Ан и Бн:
- горизонтальный размер зоны, ограничивающей газопаровоздушные смеси с концентрацией горючего выше нижнего концентрационного предела распространения пламени (НКПР), превышает 30 м (данный критерий применяется только для горючих газов и паров) и/или расчетное избыточное давление при сгорании газо-, паро- или пылевоздушной смеси на расстоянии 30 м от наружной установки превышает 5 кПа.
Для категории Вн:
- интенсивность теплового излучения от очага пожара веществ и/или материалов, указанных для категории Вн, на расстоянии 30 м от наружной установки превышает 4 кВт/м2.
Выбор и обоснование расчетного варианта
36. Выбор расчетного варианта следует осуществлять с учетом годовой частоты реализации и последствий тех или иных аварийных ситуаций. В качестве расчетного для вычисления критериев пожарной опасности для горючих газов и паров следует принимать вариант аварии, для которого произведение годовой частоты реализации этого варианта Qw и расчетного избыточного давления DР при сгорании газопаровоздушных смесей в случае реализации указанного варианта максимально, то есть:
G = Qw×DP = max. (26)
Расчет величины G производится следующим образом:
а) рассматриваются различные варианты аварии и определяются из статистических данных или на основе годовой частоты аварий со сгоранием газопаровоздушных смесей Qwi для этих вариантов;
б) для каждого из рассматриваемых вариантов определяются по изложенной ниже методике значения расчетного избыточного давления DPi;
в) вычисляются величины Gi = Qwi·DPi для каждого из рассматриваемых вариантов аварии, среди которых выбирается вариант с наибольшим значением Gi;
г) в качестве расчетного для определения критериев пожарной опасности принимается вариант, в котором величина Gi максимальна. При этом количество горючих газов и паров, вышедших в атмосферу, рассчитывается, исходя из рассматриваемого сценария аварии с учетом пунктов 38-43.
37. При невозможности реализации описанного выше метода в качестве расчетного следует выбирать наиболее неблагоприятный вариант аварии или период нормальной работы аппаратов, при котором в образовании горючих газопаровоздушных смесей участвует наибольшее количество газов и паров, наиболее опасных в отношении последствий сгорания этих смесей. В этом случае количество газов и паров, вышедших в атмосферу, рассчитывается в соответствии с пунктами 38-43.
38. Количество поступивших веществ, которые могут образовывать горючие газовоздушные или паровоздушные смеси, определяется, исходя из следующих предпосылок:
а) происходит расчетная авария одного из аппаратов согласно п. 36 или п. 37 (в зависимости от того, какой из подходов к определению расчетного варианта аварии принят за основу);
б) все содержимое аппарата поступает в окружающее пространство;
в) происходит одновременно утечка веществ из трубопроводов, питающих аппарат по прямому и обратному потоку в течение времени, необходимого для отключения трубопроводов.
Расчетное время отключения трубопроводов определяется в каждом конкретном случае, исходя из реальной обстановки, и должно быть минимальным с учетом паспортных данных на запорные устройства, характера технологического процесса и вида расчетной аварии.
Расчетное время отключения трубопроводов следует принимать равным:
- времени срабатывания систем автоматики отключения трубопроводов согласно паспортным данным установки, если вероятность отказа системы автоматики не превышает 0,000001 в год или обеспечено резервирование ее элементов (но не более 120 с);
- 120 с, если вероятность отказа системы автоматики превышает 0,000001 в год и не обеспечено резервирование ее элементов;
- 300 с при ручном отключении.
Не допускается использование технических средств для отключения трубопроводов, для которых время отключения превышает приведенные выше значения.
Под “временем срабатывания” и “временем отключения” следует понимать промежуток времени от начала возможного поступления горючего вещества из трубопровода (перфорация, разрыв, изменение номинального давления и т.п.) до полного прекращения поступления газа или жидкости в окружающее пространство. Быстродействующие клапаны-отсекатели должны автоматически перекрывать подачу газа или жидкости при нарушении электроснабжения.
В исключительных случаях в установленном порядке допускается превышение приведенных выше значений времени отключения трубопроводов специальным решением соответствующих министерств или ведомств по согласованию с Госгортехнадзором России на подконтрольных ему производствах и предприятиях и МЧС России;
г) происходит испарение с поверхности разлившейся жидкости; площадь испарения при разливе на горизонтальную поверхность определяется (при отсутствии справочных или иных экспериментальных данных), исходя из расчета, что 1 л смесей и растворов, содержащих 70% и менее (по массе) растворителей, разливается на площади 0,10 м2, а остальных жидкостей - на 0,15 м2;
д) происходит также испарение жидкостей из емкостей, эксплуатируемых с открытым зеркалом жидкости, и со свежеокрашенных поверхностей;
е) длительность испарения жидкости принимается равной времени ее полного испарения, но не более 3600 с.
39. Масса газа m, кг, поступившего в окружающее пространство при расчетной аварии, определяется по формуле
m = (Va + VТ)·rГ, (27)
где Va - объем газа, вышедшего из аппарата, м3;
VТ - объем газа вышедшего из трубопровода, м3;
rГ - плотность газа, кг×м-3.
При этом
Va = 0,01·Р1·V, (28)
где Р1 - давление в аппарате, кПа;
V -объем аппарата, м3;
VТ = V1Т + V2Т, (29)
где V1Т - объем газа, вышедшего из трубопровода до его отключения, м3;
V2Т - объем газа, вышедшего из трубопровода после его отключения, м3;
V1Т = q× Т, (30)
где q - расход газа, определяемый в соответствии с технологическим регламентом в зависимости от давления в трубопроводе, его диаметра, температуры газовой среды и т.д., м3×с-1;
Т - время, определяемое по п. 38, с;
(31)
где Р2 - максимальное давление в трубопроводе по технологическому регламенту, кПа;
r - внутренний радиус трубопроводов, м;
L - длина трубопроводов от аварийного аппарата до задвижек, м.
40. Масса паров жидкости m, кг, поступивших в окружающее пространство при наличии нескольких источников испарения (поверхность разлитой жидкости, поверхность со свеженанесенным составом, открытые емкости и т.п.), определяется из выражения
m = mр + mемк + mсв.окр + mпер, (32)
где mр - масса жидкости, испарившейся с поверхности разлива, кг;
mемк - масса жидкости, испарившейся с поверхностей открытых емкостей, кг;
mсв.окр - масса жидкости, испарившейся с поверхностей, на которые нанесен применяемый состав, кг;
mпер - масса жидкости, испарившейся в окружающее пространство в случае ее перегрева, кг.
При этом каждое из слагаемых (mр, mемк, mсв.окp) в формуле (32) определяют из выражения
m = W × Fи · Т, (33)
где W - интенсивность испарения, кг×с-1×м-2; Fи - площадь испарения, м2, определяемая в соответствии с п. 38 в зависимости от массы жидкости mп, вышедшей в окружающее пространство; Т - продолжительность поступления паров легковоспламеняющихся и горючих жидкостей в окружающее пространство согласно п.38, с.
Величину mпер определяют по формуле (при Та > Ткип)
(34)
где mп - масса вышедшей перегретой жидкости, кг;
Ср -удельная теплоемкость жидкости при температуре перегрева жидкости Та, Дж×кг-1×К-1;
Та - температура перегретой жидкости в соответствии с технологическим регламентом в технологическом аппарате или оборудовании, К;
Ткип - нормальная температура кипения жидкости, К;
Lисп - удельная теплота испарения жидкости при температуре перегрева жидкости Та, Дж×кг-1.
Если аварийная ситуация связана с возможным поступлением жидкости в распыленном состоянии, то она должна быть учтена в формуле (32) введением дополнительного слагаемого, учитывающего общую массу поступившей жидкости от распыляющих устройств, исходя из продолжительности их работы.
41. Масса mП вышедшей жидкости, кг, определяется в соответствии с п. 38.
42. Интенсивность испарения W определяется по справочным и экспериментальным данным. Для ненагретых ЛВЖ при отсутствии данных допускается рассчитывать W по формуле
, (35)
где М - молярная масса, г×моль-1;
Рн - давление насыщенного пара при расчетной температуре жидкости, определяемое по справочным данным в соответствии с требованиями п. 3, кПа.
43. Для сжиженных углеводородных газов (СУГ) при отсутствии данных допускается рассчитывать удельную массу испарившегося СУГ mсуг из пролива, кг×м-2, по формуле
(36)
где М - молярная масса СУГ, кг×моль-1;
Lисп - мольная теплота испарения СУГ при начальной температуре СУГ Тж, Дж×моль-1;
Т0 - начальная температура материала, на поверхность которого разливается СУГ, К;
Тж - начальная температура СУГ, К;
lтв - коэффициент теплопроводности материала, на поверхность которого разливается СУГ, Вт×м-1×К-1;
- коэффициент температуропроводности материала, на поверхность которого разливается СУГ, м2×с-1;
Ств - теплоемкость материала, на поверхность которого разливается СУГ, Дж×кг-1×К-1;
rтв - плотность материала, на поверхность которого разливается СУГ, кг×м-3;
t - текущее время, с, принимаемое равным времени полного испарения СУГ, но не более 3600 с;
- число Рейнольдса;
U - скорость воздушного потока, м×с-1;
- характерный размер пролива СУГ, м;
vв - кинематическая вязкость воздуха, м2×с-1;
lв - коэффициент теплопроводности воздуха, Вт×м-1×К-1.
Формула 38 справедлива для СУГ с температурой Тж £ Ткип. При температуре СУГ Тж > Ткип дополнительно рассчитывается масса перегретых СУГ mпер по формуле 34.
Расчет горизонтальных размеров зон, ограничивающих газо- и паровоздушные смеси с концентрацией горючего выше НКПР, при аварийном поступлении горючих газов и паров ненагретых легковоспламеняющихся жидкостей в открытое пространство
44. Горизонтальные размеры зоны, м, ограничивающие область концентраций, превышающих нижний концентрационный предел распространения пламени (Снкпр), вычисляют по формулам:
- для горючих газов (ГГ):
, (37)
- для паров ненагретых легковоспламеняющихся жидкостей (ЛВЖ):
, (38)
,
где mг - масса поступивших в открытое пространство ГГ при аварийной ситуации, кг;
rг - плотность ГГ при расчетной температуре и атмосферном давлении, кг×м-3 ;
mп - масса паров ЛВЖ, поступивших в открытое пространство за время полного испарения, но не более 3600 с, кг;
rп - плотность паров ЛВЖ при расчетной температуре и атмосферном давлении, кг×м-3;
Рн - давление насыщенных паров ЛВЖ при расчетной температуре, кПа;
К - коэффициент, принимаемый равным К=Т/3600 для ЛВЖ;
Т- продолжительность поступления паров ЛВЖ в открытое пространство, с;
Снкпр - нижний концентрационный предел распространения пламени ГГ или паров ЛВЖ, % (об.);
M - молярная масса, кг×кмоль-1;
V0 - мольный объем, равный 22,413 м3×кмоль-1;
tр - расчетная температура, °С.
В качестве расчетной температуры следует принимать максимально возможную температуру воздуха в соответствующей климатической зоне или максимальную возможную температуру воздуха по технологическому регламенту с учетом возможного повышения температуры в аварийной ситуации. Если такого значения расчетной температуры tр по каким-либо причинам определить не удается, допускается принимать ее равной 61 °С.
45. За начало отсчета горизонтального размера зоны принимают внешние габаритные размеры аппаратов, установок, трубопроводов и т.п. Во всех случаях значение Rнкпр должно быть не менее 0,3 м для ГГ и ЛВЖ.
Расчет избыточного давления и импульса волны давления при сгорании смесей горючих газов и паров с воздухом в открытом пространстве
46. Исходя из рассматриваемого сценария аварии, определяется масса m, кг, горючих газов и (или) паров, вышедших в атмосферу из технологического аппарата в соответствии с пунктами 38-43.
47. Величину избыточного давления DР, кПа, развиваемого при сгорании газопаровоздушных смесей, определяют по формуле
, (39)
где Р0 - атмосферное давление, кПа (допускается принимать равным 101 кПа);
r - расстояние от геометрического центра газопаровоздушного облака, м;
mпр - приведенная масса газа или пара, кг, вычисляется по формуле
, (40)
где Qсг - удельная теплота сгорания газа или пара, Дж×кг-1;
Z- коэффициент участия горючих газов и паров в горении, который допускается принимать равным 0,1;
Q0 - константа, равная 4,52×106 Дж×кг-1;
m - масса горючих газов и (или) паров, поступивших в результате аварии в окружающее пространство, кг.
48. Величину импульса волны давления i, Па×с, вычисляют по формуле
. (41)
49. В качестве расчетного варианта аварии для определения критериев пожарной опасности для горючих пылей следует выбирать наиболее неблагоприятный вариант аварии или период нормальной работы аппаратов, при котором в горении пылевоздушной смеси участвует наибольшее количество веществ или материалов, наиболее опасных в отношении последствий такого горения.
50. Количество поступивших веществ, которые могут образовывать горючие пылевоздушные смеси, определяется, исходя из предпосылки о том, что в момент расчетной аварии произошла плановая (ремонтные работы) или внезапная разгерметизация одного из технологических аппаратов, за которой последовал аварийный выброс в окружающее пространство находившейся в аппарате пыли.
51. Расчетная масса пыли, поступившей в окружающее пространство при расчетной аварии, определяется по формуле
М = Мвз + Мав, (42)
где М - расчетная масса поступившей в окружающее пространство горючей пыли, кг,
Мвз - расчетная масса взвихрившейся пыли, кг;
Мав - расчетная масса пыли, поступившей в результате аварийной ситуации, кг.
52. Величина Мвз определяется по формуле
Мвз = Кг · Квз · Мп, (43)
где Кг - доля горючей пыли в общей массе отложений пыли;
Квз - доля отложенной вблизи аппарата пыли, способной перейти во взвешенное состояние в результате аварийной ситуации. В отсутствие экспериментальных данных о величине Квз допускается принимать Квз = 0,9;
Мп - масса отложившейся вблизи аппарата пыли к моменту аварии, кг.
53. Величина Мав определяется по формуле
Мав = (Мап + q · Т) · Кп, (44)
где Мап - масса горючей пыли, выбрасываемой в окружающее пространство при разгерметизации технологического аппарата, кг; при отсутствии ограничивающих выброс пыли инженерных устройств следует полагать, что в момент расчетной аварии происходит аварийный выброс в окружающее пространство всей находившейся в аппарате пыли;
q - производительность, с которой продолжается поступление пылевидных веществ в аварийный аппарат по трубопроводам до момента их отключения, кг×с-1;
Т - расчетное время отключения, с, определяемое в каждом конкретном случае, исходя из реальной обстановки. Следует принимать равным времени срабатывания системы автоматики, если вероятность ее отказа не превышает 0,000001 в год или обеспечено резервирование ее элементов (но не более 120 с); 120 с, если вероятность отказа системы автоматики превышает 0,000001 в год и не обеспечено резервирование ее элементов; 300 с при ручном отключении;
Кп - коэффициент пыления, представляющий отношение массы взвешенной в воздухе пыли ко всей массе пыли, поступившей из аппарата. В отсутствие экспериментальных данных о величине Кп допускается принимать: 0,5 - для пылей с дисперсностью не менее 350 мкм; 1,0 - для пылей с дисперсностью менее 350 мкм.
54. Избыточное давление DР для горючих пылей рассчитывается следующим образом:
а) определяют приведенную массу горючей пыли mпр, кг, по формуле
mпр = M · Z · Hт/Hто, (45)
где M - масса горючей пыли, поступившей в результате аварии в окружающее пространство, кг;
Z - коэффициент участия пыли в горении, значение которого допускается принимать равным 0,1. В отдельных обоснованных случаях величина Z может быть снижена, но не менее чем до 0,02;
Hт - теплота сгорания пыли, Дж×кг-1;
Hто - константа, принимаемая равной 4,6 · 106 Дж×кг-1;
б) вычисляют расчетное избыточное давление DР, кПа, по формуле
, (46)
где r - расстояние от центра пылевоздушного облака, м. Допускается отсчитывать величину r от геометрического центра технологической установки;
Р0 - атмосферное давление, кПа.
55. Величину импульса волны давления i, Па·с, вычисляют по формуле
. (47)
Краткое содержание:
ОПРЕДЕЛЕНИЕ КАТЕГОРИЙ ПОМЕЩЕНИЙ, ЗДАНИЙ И НАРУЖНЫХ УСТАНОВОК ПО ВЗРЫВОПОЖАРНОЙ И ПОЖАРНОЙ ОПАСНОСТИ
2. КАТЕГОРИИ ПОМЕЩЕНИЙ ПО ВЗРЫВОПОЖАРНОЙ И ПОЖАРНОЙ ОПАСНОСТИ
3. МЕТОДЫ РАСЧЕТА КРИТЕРИЕВ ВЗРЫВОПОЖАРНОЙ ОПАСНОСТИ ПОМЕЩЕНИЙ
Выбор и обоснование расчетного варианта
4. КАТЕГОРИИ ЗДАНИЙ ПО ВЗРЫВОПОЖАРНОЙ И ПОЖАРНОЙ ОПАСНОСТИ
5. КАТЕГОРИИ НАРУЖНЫХ УСТАНОВОК ПО ПОЖАРНОЙ ОПАСНОСТИ
6. МЕТОДЫ РАСЧЕТА ЗНАЧЕНИЙ КРИТЕРИЕВ ПОЖАРНОЙ ОПАСНОСТИ НАРУЖНЫХ УСТАНОВОК
МЕТОД РАСЧЕТА ЗНАЧЕНИЙ КРИТЕРИЕВ ПОЖАРНОЙ ОПАСНОСТИ ДЛЯ ГОРЮЧИХ ГАЗОВ И ПАРОВ
МЕТОД РАСЧЕТА ЗНАЧЕНИЙ КРИТЕРИЕВ ПОЖАРНОЙ ОПАСНОСТИ ДЛЯ ГОРЮЧИХ ПЫЛЕЙ
МЕТОД РАСЧЕТА ИНТЕНСИВНОСТИ ТЕПЛОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ